球磨機工作原理及研磨體運動分析

一、 球磨機工作原理：

球磨機的主要工作部分是一個裝在兩個大型軸承上并水平放置的回轉(zhuǎn)圓筒，筒體用隔倉板分成幾個倉室，在各倉內(nèi)裝一定形狀和大小的研磨體。研磨體一般為鋼球、鋼鍛、鋼棒、卵石、礫石和瓷球等。為了防止筒體被磨損，在筒體內(nèi)壁裝襯板。

當球磨機回轉(zhuǎn)時，研磨體在離心力和與筒體內(nèi)壁的襯板面產(chǎn)生的摩擦力的作用下，貼附在筒體內(nèi)壁的襯板面上，隨筒體一起回轉(zhuǎn)，并被帶到一定高度（如圖1所示），在重力作用下自由下落，下落時研磨體像拋射體一樣，沖擊底部的物料把物料擊碎。研磨體上升、下落的循環(huán)運動是周而復始的。此外，在磨機回轉(zhuǎn)的過程中，研磨體還產(chǎn)生滑動和滾動，因而研磨體、襯板與物料之間發(fā)生研磨作用，使物料磨細。由于進料端不斷喂入新物料，使進料與出料端物料之間存在著料面差能強制物料流動，并且研磨體下落時沖擊物料產(chǎn)生軸向推力也迫使物料流動，另外磨內(nèi)氣流運動也幫助物料流動。因此，磨機筒體雖然是水平放置，但物料卻可以由進料端緩慢地流向出料端，完成粉磨作業(yè)。

二、研磨體運動的基本狀態(tài)：

球磨機筒體的回轉(zhuǎn)速度和填充率對于粉磨物料的作用影響很大。當筒體以不同轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)時，筒體內(nèi)的研磨體可能出現(xiàn)三種基本狀態(tài)，如圖2.2所示。

圖2.2(a)轉(zhuǎn)速太慢，研磨體和物料因摩擦力被筒體帶到等于動摩擦角的高度時，研磨體和物料就下滑，稱為“傾瀉狀態(tài)”，對物料有研磨作用，但對物料的沖擊作用很小，因而使粉磨效率不佳；圖2.2(c)，轉(zhuǎn)速太快，研磨體和物料在其慣性離心力的作用下

（a）低轉(zhuǎn)速；（b） 適宜轉(zhuǎn)速；（c） 高轉(zhuǎn)速

貼附筒體一起回轉(zhuǎn)（作圓周運動），稱為“周轉(zhuǎn)狀態(tài)”，研磨體對物料起不到?jīng)_擊和研磨作用；圖2.2(b)，轉(zhuǎn)速比較適宜，研磨體提升到一定高度后拋落下來，稱為“拋落狀態(tài)”，研磨體對物料較大的沖擊和研磨作用，粉磨效率高。

實際上，運動狀態(tài)是很復雜的，貼附在磨機筒壁向上的運動；沿筒壁和研磨體層向下的滑動；類似拋射體的拋落運動；繞自身軸線的自轉(zhuǎn)運動以及滾動等。所謂研磨體對物料的基本作用，正是上述各種運動對物料的綜合作用的結(jié)果，其中主要的可以歸結(jié)為沖擊和研磨作用。

分析研磨體粉碎物料的基本作用，目的是為確定合理運動狀態(tài)，這是正確選擇與計算磨機的適宜工作轉(zhuǎn)速、需用功率、生產(chǎn)能力以及磨機機械計算的依據(jù)。

三、球磨機內(nèi)運動分析：

球磨機的粉磨作用，主要是研磨體對物料的沖擊和研磨。為了進一步了解磨機操作時研磨體對物料作用的實質(zhì)，以便確定磨機的工作參數(shù)，如適宜的工作轉(zhuǎn)速、功率消耗、生產(chǎn)能力、研磨體裝填量以及掌握影響磨機粉磨效率的各項因素、筒體受力情況與強度計算等，都必須對研磨體在磨機內(nèi)的運動狀態(tài)加以分析研究。

研磨體運動的實際狀態(tài)是很復雜的，為了使問題分析簡單化，作如下基本假設(shè)：

（1） 當磨機在正常工作時，研磨體在筒體內(nèi)按所在位置的運動軌跡只有兩種：一種是一層層地以筒體橫斷面幾何中心為圓心，按同心圓弧軌跡隨著筒體回轉(zhuǎn)作向上運動；另一種是一層層地按拋物線軌跡降落下來；

（2）研磨體與筒壁間及研磨體層與層之間的相對滑動極小，具體計算時略去不計；

（3） 磨機筒體內(nèi)物料對研磨體運動的影響略去不計；

（4） 研磨體作為一質(zhì)點，因此外層回轉(zhuǎn)半徑，可以用筒體的有效內(nèi)徑表示。

研磨體按圓弧隨筒體回轉(zhuǎn)作向上運動，當達到某一高度時，開始離開圓弧軌跡而沿拋物線軌跡下落，此瞬時的研磨體中心稱為脫離點，各層研磨體脫離點的連線稱為脫離點軌跡，如圖7.3中AB線。當研磨體以拋物線軌跡降落后，到達降落終點，此瞬時的研磨體中心點稱為降落點，各層研磨體降落點的連線稱為降落點軌跡，如圖7.3中的CD線。

四、球磨機的生產(chǎn)能力：

影響球磨機生產(chǎn)能力的因素很多，例如物料性質(zhì)、入磨物料粒度、要求產(chǎn)品細度、加料均勻程度和磨機內(nèi)裝填程度等。另外還與磨機的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)，例如磨機筒體長度和直徑、倉數(shù)、各倉間長度的比值、隔倉板的形式和有效斷面大小、研磨體種類以及襯板形狀等。還有新工藝和新技術(shù)的采用，也是提高磨機生產(chǎn)能力的有效措施。

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